摘要:我厂两台锅炉为国内引进美国巴威公司技术生产的“W”型火焰锅炉,于2009年7月投入运行。该炉设计煤种为云南地区无烟煤,而实际燃煤为混合煤种,主要特点是发热量低,硫份高,挥发分高,灰熔点低,煤的低位热值从14MJ/kg到21 MJ/kg,灰份从34%(应用基)到49%,挥发份从7%(应用基)到20%不等,实际运行中,锅炉燃烧稳定性较脆弱,炉膛负压波动大,结焦较为严重,飞灰和炉渣含碳量高。这种情形对实际燃烧调整提出了较高要求:既要保证锅炉的稳定燃烧,又要从多变的煤质中寻找出影响锅炉结焦、飞灰和炉渣含碳量高的主要因素,采取相应的措施,以提高锅炉经济性。
关键词:“W”型火焰 锅炉 燃烧技术 巴威
一 燃烧调整的探讨与分析
(一) 燃烧稳定性
我厂两台W型火焰锅炉均配置24只双调风旋流燃烧器,虽然理论上W型火焰炉单只火嘴火焰气流相对比较独立,彼此之间影响较小,但实际上由于各一次风管风速及煤粉浓度存在一定偏差,再加上各个燃烧器制造质量不可能完全一样,当煤粉在炉内发生剧烈燃烧时,很难保证各个火嘴火焰不偏斜且长度一致,若仅是四角火嘴燃烧不稳波动大,仅表现在火焰电视暗淡闪烁发黑,主汽压力、汽包水位及负压不会有太大波动;若炉膛中间区域火嘴不稳定则容易引起炉内整体火焰气流扰动,从而导致负压与汽包水位大幅度波动,严重时可能导致灭火。
(二) 结焦的因素及控制手段
煤种的变化是导致结焦的最主要的原因,特别是燃用灰熔点低、挥发份相对较高的煤种,其在下部炉膛燃烧时着火点早,火焰相对密集,造成扩散性燃烧,下部炉膛容积热负荷较大,从而造成局部高温区水冷壁面结焦。
1、影响结焦的因素有以下几点:
(1)燃煤灰分特性
煤在燃烧后残存的灰分是由各种矿物成分组成的混合物。它没有固定的由固相转为液相的熔融温度。煤灰在高温灼烧时,某些低熔点组分发生反应形成熔融,并与另外一些组分反应形成复合晶体,此时它们的熔融温度将更低。在一定的温度下,这些组分还会形成熔融温度更低的某种共熔体。当燃用灰熔点较低的煤种时,应在保证锅炉燃烧稳定的前提下尽量降低炉膛温度,避免受热面大面积结焦。
(2)炉内空气动力特性
良好的炉内动力工况应能保证所有火嘴喷出的火焰长度一致,不偏斜,相互支撑且互相不发生干扰,高温的火焰中心应该位于炉膛断面的几何中心处,但实际运行中,会由于炉内气流组织不当,造成火焰中心偏移.譬如,前墙布置旋流燃烧器,当气流射程太大时,火焰中心将移向后墙,灰粒子在没有得到足够冷却之前就可能粘附在后墙水冷壁上。
另外,熔渣粒子周围的气氛也是影响水冷壁结渣的一个很重要因素。粗煤粉或高煤粉的火焰撞击在水冷壁所产生的还原性气氛,会促使水冷壁结渣,尤其是当燃用含硫较高的煤时.因为在还原性气氛中,灰中熔点较高的三氧化二铁被一氧化碳还原成熔点较低的一氧化铁,而一氧化铁与二氧化硅等进一步形成熔点更低的共晶体,有时会使灰熔点下降150~300℃,结果增大了结焦的可能性。
因此在锅炉运行当中,保证风粉分配均匀,防止气流贴壁冲墙,注意燃烧调整保持火焰中心的适当位置,采用合适的过量空气系数避免产生还原性气氛等都是防止结焦的有效措施。
(3)炉膛的设计特性
容积热强度及燃烧器区域壁面热强度数值的断面小都会对结渣产生一定的影响.譬如,q1过大时,由于炉膛容积小,受热面布置得也少,炉内温度将会增高。实践证明,这时易在燃烧器附近的壁面上发生结渣。若温度过高,由于燃烧器释放的热量没有足够的受热面吸收,致使燃烧器布置区局部温度过高,也容易引起燃烧器附近水冷壁结渣。
(4)锅炉运行负荷
锅炉负荷升高时,炉内温度也相应升高,结焦的可能性也就增大。
2、控制锅炉结焦应从以下几方面着手
(1)运行中加强配风工况调整,调节分级风,使火焰不贴壁;调节调风筒开度使其提供充足的氧量保证煤粉的充分燃烧;调节一次风,使火焰长度合适;调节吸风机,保持炉膛负压在-70pa左右;既要保证煤粉在炉膛内充分燃烧所需要的时间,又要避免在下炉膛形成扩散燃烧。控制氧量在3.5%-5.0%之间,严禁缺氧燃烧。
(2)加强燃烧调整,避免大起大落,幅度太大。严格控制升温升压速度,防止出现两侧烟气温度偏差,控制炉膛出口及尾部烟道两侧烟温偏差小于25℃.
(3)加强制粉系统检查,防止发生一次粉管堵管导致喷燃器出口结焦运行。
(4)坚持锅炉定期吹灰工作,根据汽温变化、炉膛出口烟温及尾部烟道两侧烟温差变化可适当增加吹灰次数。当吹灰系统存在缺陷时及时联系维护消除,确保吹灰系统正常运行,存在以下现象时应加强吹灰。
三 结论
“W”形火焰锅炉燃烧稳定与否、结焦程度大小,煤质因素是决定因素,它不仅决定着锅炉燃烧稳定性的强弱,也间接决定着锅炉的经济性。运行中,也要根据设备运行方式、远方各种参数变化及就地火焰表现形式,综合分析发生异常的原因,摸索燃烧调整的方法,不断总结经验,提高运行水平。
参考文献:
1、华能滇东第二发电厂,集控运行规程,2017
2、丁立新,电厂锅炉原理, 中国电力出版社,2006年08月20日
3、黄新元,电站锅炉运行与燃烧调整,中国电力出版社,2010年02月12日
作者简介:
杨金来,华能雨汪电厂运行部集控运行主值班员,电话:18608890868。